Cтраница 1
![]() |
Деформации в начале расслоения от действия материал ТЗОО / 1034С. [1] |
Межслойное касательное напряжение также вызывает расслоение, однако разрушение от межслойного сдвига TXZ всегда происходит не без влияния межслойного нормального напряжения, механизм действия которого совместно с касательным напряжением еще не совсем понятен. В табл. 3.3 приведены деформации в начале расслоения вследствие одновременного действия межслойных касательного и нормального напряжений. [2]
Оценки межслойных касательных напряжений могут быть получены с такой же степенью приближения, но нет необходимости их рассматривать. Поэтому соответствующие соотношения здесь не приводятся. Выше обсужден подход для выбора схемы укладки слоев заданной ориентации по толщине композита, обеспечивающей его оптимальную защиту от расслоения. Следует отметить, что данная работа вместе с экспериментами Фойе и Бейкера указывает на то, что в зависимости от конкретного слоистого композита использование плоских образцов для усталостного испытания, а также, возможно, статического нагружения растяжением или сжатием может оказаться недопустимым. Причина состоит в том, что вследствие эффектов на свободных кромках желаемый тип разрушения может не реализоваться. Действительно, кромочные эффекты могут доминировать во всей истории разрушения слоистого композита. [3]
![]() |
Межслойяое сдвиговое напряжение как функция угла ориентации волокон. [4] |
Численные результаты ( зависимость межслойного касательного напряжения от угла ориентации волокон) представлены на рис. 1.4. Ординаты этой кривой - соответствующие нормализованные значения напряжения TXZ в узловой точке на ближайшей поверхности раздела свободной кромки. [5]
На рис. 4.10 и 4.11 приведены распределения межслойного касательного напряжения rf в трех различных поперечных сечениях соответственно для 50-слойной балки при трехточечной схеме и для 16-слойной балки при четырехточечной схеме. Поперечные сечения А и С для оценки распределения касательного напряжения взяты на расстоянии 0 508 мм вправо от середины опоры и влево от середины области приложения нагрузки. Сечение В выбрано в середине между центром опирания и центром приложения нагрузки. [6]
![]() |
Схема для анализа напряженного состояния в образце с расслоением у свободной кромки. [7] |
Из соображений симметрии следует, что трансверсальное перемещение w и межслойные касательные напряжения TXZ и туг в местах срединной плоскости, которых не достигла трещина, должны равняться нулю. Тогда в этой области нормальное поверхностное усилие в плоскости z - Л / 2 рассматривается как зависимая переменная. В зоне растрескивания плоскость г - Л / 2 свободна и все поверхностные усилия должны равняться нулю. [8]
![]() |
Сравнение результатов расчета напряжений на поверхности раздела.. Сплошные линии - данные авторов, штриховые линии - данные Пуппо и Эвенсе - на. [9] |
Соответствие оказалось достаточно близким для напряжений ах и тху, однако межслойное касательное напряжение, рассчитанное Пуппо и Эвенсеном, не обладает сингулярностью, а скорее принимает конечное значение на свободной кромке. [10]
![]() |
Формы образцов для определения межслойиых свойств при изгибе. [11] |
При применении метода короткой балки для испытания слоистых материалов приходится сталкиваться с дополнительными трудностями, В частности, межслойное касательное напряжение внутри каждого пакета слоев распределяется по параболическому закону, тогда как на границах пакетов наблюдаются изменения интенсивности напряжения. В результате распределение межслойного касательного напряжения зависит от последовательности укладки слоев, причем максимальное напряжение не обязательно совпадает с прогнозом по классической балочной теории. [12]
При применении метода короткой балки для испытания слоистых материалов приходится сталкиваться с дополнительными трудностями, В частности, межслойное касательное напряжение внутри каждого пакета слоев распределяется по параболическому закону, тогда как на границах пакетов наблюдаются изменения интенсивности напряжения. В результате распределение межслойного касательного напряжения зависит от последовательности укладки слоев, причем максимальное напряжение не обязательно совпадает с прогнозом по классической балочной теории. [13]
![]() |
Распределение межслойного нормального напряжения в области пограничного слоя по координате z ( последовательность укладки [ 15 / 45 ]. [14] |
Приведенный выше аргумент свидетельствует, что при анализе расслоения межслойное нормальное напряжение о. Это не означает, что межслойные касательные напряжения не влияют на механизм расслоения, а только указывает на то, что различия в прочности, вызванные переменой мест групп слоев в данном композите, по-видимому, в меньшей степени зависят от этих напряжений. Авторы хотели бы отметить, что изложенный механизм поведения объясняет различие в усталостной прочности образцов из слоистых композитов с монослоями 15, 45, наблюдавшееся Фойе и Бейке ром, а именно вынесение слоев 45 наружу композита приводит к сжимающему межслой-ному нормальному напряжению в зоне свободной кромки и, следовательно, к усилению композита. Однако проводя подобные вычисления, необходимо учитывать возможность значительного влияния начальных температурных напряжений, обусловленных процессом изготовления композита. Полагая, что рассматриваемый композит характеризуется продольным и поперечным коэффициентами температурного расширения, равными соответственно aL 5 4 lO VC и т - 45 10 - 6 / С, и упругим поведением при охлаждении, установим, что знак напряжения а в каждом слое такой же, как в случае на-г РУжения композита растяжением. Таким образом, наш вывод не изменяется. [15]